Работу провели специалисты «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) и Института искусственного интеллекта AIRI в рамках проекта по изучению роли соматических мутаций в процессе старения. Такие изменения возникают в клетках в течение жизни, не передаются по наследству, но могут нарушать работу тканей и органов.
Для оценки влияния мутаций ученые создали многоступенчатую математическую модель, которая позволила отдельно анализировать различные механизмы старения. Исследователи смоделировали ситуацию, при которой все обратимые возрастные изменения были устранены, а единственным ограничивающим фактором оставались соматические мутации.
Расчеты показали, что даже при таких условиях продолжительность жизни человека не могла бы превышать примерно 146–194 лет. При этом ученые пришли к выводу, что мутации в ДНК лишь частично объясняют процесс старения. Существенную роль также играют другие механизмы, включая потерю стабильности белков, нарушения работы митохондрий и эпигенетические изменения.
Наибольшее влияние, как выяснили исследователи, оказывают мутации в клетках, которые не способны делиться и обновляться. В частности, нейроны и кардиомиоциты стали главным ограничивающим фактором: из-за повреждений их ДНК расчетная продолжительность жизни гипотетического организма без других процессов старения снижалась с 1759 до 156 лет.
При этом ткани с высокой способностью к восстановлению могут сохранять работоспособность значительно дольше. Например, клетки печени благодаря постоянному обновлению способны поддерживать свои функции на протяжении тысяч лет в рамках математической модели.
Полученные результаты позволят ученым количественно оценивать влияние отдельных мутаций на старение организма и сравнивать их воздействие с другими возрастными процессами. В дальнейшем такие данные могут использоваться при разработке подходов для продления периода здоровой жизни человека.